集合框架知识系列02 集合顶层接口

首先，下面是Collection、Map和、Set接口的相关架构图

1. Collection接口

1. Map接口

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一、Collection相关接口和类

和Collection相关的接口主要有Collection、List和Set接口，其他接口会在介绍三个接口中穿插讲解。

1、Collection接口

• Collection是一个抽象出来的接口，定义如下：

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {}

其中包括了集合的基本操作，包括：删除、添加、遍历、大小等。
Collection中定义方法如下：

int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
Object[] toArray();
<T> T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
boolean retainAll(Collection<?> c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
//1.8新增
default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter){}
default Spliterator<E> spliterator(){}
default Stream<E> stream(){}
default Stream<E> parallelStream() {}

• AbstractCollection抽象类继承自Collection，实现了除iterator()和size()的所有方法。定义如下：

public abstract class AbstractCollection<E> implements Collection<E> {}

2、List接口

• List接口继承自Collection，List中的元素的允许重复的。定义如下：

public interface List<E> extends Collection<E> {}

和Collection不重合、List特有的方法如下：

boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);
default void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {}
default void sort(Comparator<? super E> c) {}
E get(int index);
E set(int index, E element);
void add(int index, E element);
E remove(int index);
int indexOf(Object o);
int lastIndexOf(Object o);
ListIterator<E> listIterator();
ListIterator<E> listIterator(int index);
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);

• AbstractList抽象类继承了AbstractCollection，并且实现了List接口，定义如下：

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {}

3、Set接口

• Set接口继承自Collection，Set是数学中定义的集合，元素不允许重复。定义如下：

public interface Set<E> extends Collection<E> {}

Set接口和Collection中方法一致，具体见Collection接口方法。

• AbstractSet抽象类继承了AbstractCollection，并且实现了Set接口，定义如下：

public abstract class AbstractSet<E> extends AbstractCollection<E> implements Set<E> {}

二、Map相关接口和类

Map是一种键值对的映射，没有继承Collection接口，具体定义如下：

public interface Map<K,V> {}

1、Map接口

Map接口中定义了添加、删除、遍历等相关方法，具体方法如下：

int size();
boolean isEmpty();
boolean containsKey(Object key);
boolean containsValue(Object value);
V get(Object key);
V put(K key, V value);
V remove(Object key);
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);
void clear();
Set<K> keySet();
Collection<V> values();
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();
interface Entry<K,V> {}
boolean equals(Object o);
int hashCode();
//1.8新增
default V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {}
default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {}
default void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {}
default V putIfAbsent(K key, V value) {}
default boolean remove(Object key, Object value) {}
default boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {}
default V replace(K key, V value) {}
default V computeIfAbsent(K key,
Function<? super K, ? extends V> mappingFunction) {}
default V computeIfPresent(K key,
BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {}
default V compute(K key,
BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {}
default V merge(K key, V value,
BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction){}

2、AbstractMap类

AbstractMap抽象类实现了Map接口，实现Map中定义的方法，定义如下：

public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {}

3、SortedMap和NavigableMap接口

SortedMap表示一个有序的键值映射，排序的方式有两种：自然排序和指定比较强排序。插入有序的SortedMap的所有元素都必须实现Comparable接口，具体方法如下：

Comparator<? super K> comparator();
SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey);
SortedMap<K,V> headMap(K toKey);
SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey);
K firstKey();
K lastKey();
Set<K> keySet();
Collection<V> values();
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();

NavigableMap是SortedMap接口的扩展，有针对给定搜索目标返回最接近匹配项的导航方法。具体方法如下：

Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key);
K lowerKey(K key);
Map.Entry<K,V> floorEntry(K key);
K floorKey(K key);
Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key);
K ceilingKey(K key);
Map.Entry<K,V> higherEntry(K key);
K higherKey(K key);
Map.Entry<K,V> firstEntry();
Map.Entry<K,V> lastEntry();
Map.Entry<K,V> pollFirstEntry();
Map.Entry<K,V> pollLastEntry();
NavigableMap<K,V> descendingMap();
NavigableSet<K> navigableKeySet();
NavigableSet<K> descendingKeySet();
NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,
K toKey,   boolean toInclusive);
NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive);
NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive);
SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey);
SortedMap<K,V> headMap(K toKey);
SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey);

Iterator相关接口

Iterator的工作是遍历并选择序列中的对象，它提供了一种访问一个容器(container)对象中的各个元素，而又不必暴露该对象内部细节的方法。通过迭代器，开发人员不需要了解容器底层的结构，就可以实现对容器的遍历。由于创建迭代器的代价小，因此迭代器通常被称为轻量级的容器。

1、Iterator接口

Iterator接口的定义如下：

public interface Iterator<E> {}

Iterator中定义的方法如下：

boolean hasNext();
E next();
//1.8新增
default void remove() {}
default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {}

2、ListIterator接口

支持在迭代期间向List中添加或删除元素，并且可以在List中双向滚动。定义如下：

public interface ListIterator<E> extends Iterator<E> {}

ListIterator中定义的方法如下：

boolean hasNext();
E next();
boolean hasPrevious();
E previous();
int nextIndex();
int previousIndex();
void remove();
void set(E e);
void add(E e);

本节主要总结了集合相关的顶层接口，下一节将分析每一类集合实现类。